Задачи и перспективы применения лазерного сканирования для целей топографического картографирования и кадастра
Тетерин Г.Н.
Геодезическое образование в начале XXI в.
В качестве основы представляемой статьи дается сокращенный вариант 13 главы (с. 325-334), взятой из книги Г.Н. Тетерина «История геодезии, картографии и землеустройства в России с древнейших времен и до наших дней (XI – XXI вв.)». Новосибирск: ООО «Альянс-Регион». — 2018. — 346 с.
- Характеристики, особенность и значимость геодезического образования в первые два десятилетия XXI в.
Современный уровень научно-технического развития в области геодезической и картографической деятельности, связанный с использованием спутниковых геодезических методов, широким внедрением новых технических средств и технологий создания цифровой картографической продукции, геоинформационных систем, требует наличия высококвалифицированных специалистов, способных решать сложные производственные и научные задачи в области геодезии, картографии и землеустройства.
На начало 2011 г. в отрасли геодезии и картографии работало порядка 130 тысяч специалистов, в том числе в центральном аппарате Росреестра и его территориальных органах — 401 человек, в ФГБУ — 467 человек, из них 32 человека с ученой степенью, в ОАО «Роскартография» — 5011 человек.
В 2010 г. 38% гражданских служащих Росреестра, 28% сотрудников ФГБУ «Центр геодезии, картографии и ИПД» и 26% сотрудников ОАО «Роскартография» не имели профильного образования по группам специальностей «Геодезия», «Картография».
Ежегодная потребность отрасли в выпуске специалистов с высшим и средним специальным образованием составляла 7 – 8 тысяч человек (2011 г.). По сведениям Минобрнауки России, высшие и средние учебные заведения на момент 2011 г. в среднем ежегодно выпускали 8229 специалистов, что было вполне достаточно для удовлетворения потребности отрасли геодезии и картографии в кадрах.
Специалистов в области геодезии, картографии и землеустройства с высшим образованием готовили 135 образовательных организаций, среди которых основными являлись:
— Географический факультет Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова (МГУ, г. Москва);
— Московский государственный университет геодезии и картографии (МИИГАиК, г. Москва);
— Сибирский государственный университет геосистем и технологий (СГУГиТ, г. Новосибирск);
— Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского;
— Государственный университет землеустройства (ГУЗ, г. Москва).
Высокие темпы развития технологий геодезических измерений, создания цифровых карт, геоинформационных технологий, постоянное обновление технических средств требуют получения новых знаний и навыков, поэтому вопросы переподготовки кадров и повышения квалификации в отрасли приобретают особое значение.
Переподготовкой специалистов в области геодезии и картографии занимаются как профильные образовательные организации, так и другие образовательные организации, которые зачастую не имеют соответствующей учебно-технической базы. В 2011 г. не было установленных государственных требований к программам переподготовки кадров и повышения квалификации в отрасли.
В настоящее время в России три специализированных высших учебных заведения осуществляют подготовку специалистов c высшим образованием (бакалавриат, специалитет, магистратура) и высшей квалификации (аспирантура, докторантура) картографо-геодезического и землеустроительного профиля: МИИГАиК,СГУГиТ и ГУЗ. Эти учебные заведения готовят специалистов по следующим специальностям: «прикладная геодезия», «астрономогеодезия», «аэрофотогеодезия», «космическая геодезия и навигация», «картография», «исследование природных ресурсов аэрокосмическими средствами», «прикладная информатика в геодезии», «организация и технологии защиты информации», «городской кадастр» и др.
С 1994 г. в МИИГАиК и СГГА осуществляется подготовка бакалавровгеодезистов с ежегодным выпуском примерно 200 человек, а с 2000 г. — магистров по геодезии. Ежегодный выпуск магистров составлял примерно 30 человек в год (2009 г.).
МИИГАиК включает шесть факультетов дневного обучения, факультеты вечернего и заочного обучения, факультет по обучению иностранных граждан, центр дополнительного профессионального образования (повышение квалификации и переподготовка). Имеются аспирантура и докторантура. При ВУЗе — несколько лабораторий (оптического приборостроения, геоинформационных технологий, обработки спутниковой информации, экологического картографирования и др.),учебно-производственный Российский картографический центр. В университете действует Молодёжный научный инновационный центр «Импульс», а также Комплексная лаборатория исследования внеземных территорий (КЛИВТ). При МИИГАиКе — издательство, выпускающее журнал «Известия ВУЗов. Геодезия и аэрофотосъёмка». Число студентов и аспирантов достигает 5 тысяч человек (2018).
МИИГАиК готовит дипломированных специалистов в области геодезии (космическая геодезия, астрономо-геодезия, прикладная геодезия), картографии, аэрофотосъёмки, фотограмметрии, оптического приборостроения, геоинформационных систем, а также архитекторов, юристов, специалистов по земельному кадастру и др. (всего 14 специальностей).
Направления научно-образовательной и инновационной деятельности МИИГАиК следующие:
- Геодезия (прикладная, высшая, астрономогеодезия, космическая геодезия).
- Картография и геоинформатика.
- Дистанционное зондирование Земли (космический мониторинг и мониторинг окружающей среды, аэрофотосъёмка (включая БПЛА), фотограмметрия).
- Спутниковая навигация (применение ГНСС по отраслям).
- Информационные системы, инфраструктура пространственных данных, информационная безопасность.
- Космические исследования, планетология, астероидно-кометная опасность.
- Метрология, стандартизация и сертификация.
- Оптическое и геодезическое приборостроение, лазерные системы.
- Территориальное планирование, развитие территорий, государственное и муниципальное управление.
- Землеустройство и кадастры.
- Управление недвижимостью.
- Земельно-имущественные отношения.
- Архитектура и градостроительное проектирование.
8 декабря 2014 г. вышел приказ Минобрнауки РФ о переименовании ФГБОУ ВПО «СГГА» в Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет геосистем и технологий», СГУГиТ.
Из стен университета вышло более 20 тысяч специалистов (2018г.). Университет является учебно-научным комплексом с развитой социально-производственной инфраструктурой с филиалами и отделениями в районах города и области, других городах России и СНГ.
В состав университета входит 4 института, 18 кафедр. Университет имеет более 50 специальных лабораторий, оснащенных приборами и оборудованием.В 2014 г. была закончена и апробирована уникальная технология трехмерного (3D) сканирования местности.
В состав СГУГиТ входят четыре института:
- Институт геодезии и менеджмента (ИГиМ).
Специальности:
— прикладная геодезия;
-горное дело.
Направления:
— геодезия и дистанционное зондирование;
— картография и геоинформатика;
— информационные системы и технологии;
— менеджмент.
- Институт кадастра и природопользования (ИКиП). Год образования — 1995. Со дня основания по настоящее время ИКиП выпустил более 1000 специалистов в области земельного и городского кадастров, более 150 по экономическим специальностям и более 100 по специальности безопасность жизнедеятельности в техносфере по очной форме обучения. Более 400 человек прошли переподготовку, в том числе более 150 человек получили второе высшее образование.
Направления:
— землеустройство и земельный кадастр;
— инноватика;
— техносферная безопасность;
— экология и природопользование;
— экономика.
- Институт оптики и оптических технологий (ИОиОТ). Был образован в 1994 г. В 2016 г. в структуре ИОиОТ имелись два факультета: оптический факультет (ОФ) и факультет прикладной оптико-электроники (ФПОЭ).
- Институт дистанционного обучения (ИДО). Создан 5 марта 2002 г. с целью повышения эффективности деятельности академии в области дистанционного и заочного обучения.
Специальности:
— прикладная геодезия;
— горное дело.
Направления:
— картография и геоинформатика;
— экология и природопользование;
— информационные системы и технологии;
— землеустройство и кадастры;
— геодезия и дистанционное зондирование;
— стандартизация и метрология;
-приборостроение;
— оптотехника;
— техносферная безопасность;
— экономика;
— менеджмент.
С 2004 г. по 2009 г. выпускалась студенческая газета СГГА «Атмосфера».С 2012 г. выпускается журнал «Вестник СГУГиТ» (до 2015 г. «Вестник СГГА»).
В МИИГАиК и СГГА по указанным специальностям обучалось более 5 тыс. студентов. Ежегодный выпуск специалистов составлял более 1000 человек.
Государственный университет по землеустройству (ГУЗ) — один из старейших вузов России, единственное в России специализированное высшее учебное заведение, занимающееся подготовкой специалистов в области землеустройства, кадастра недвижимости и городского кадастра, а также геодезистов, архитекторов, юристов, экономистов-менеджеров в области управления земельными ресурсами и земельного рынка, оценщиков земли и недвижимости. Входит в пятёрку лучших аграрных вузов страны, а также в пятёрку лучших архитектурных вузов страны. Лауреат множества международных наград.
В университете обучалось (2016 г.) более 5000 студентов и аспирантов из России и 40 зарубежных стран, действует аспирантура, докторантура, работают диссертационные советы. С 1988 г. университет возглавляет Учебно-методическое объединение по образованию в области землеустройства и кадастров, которое координирует всю образовательную деятельность в этом направлении.
Университет поддерживает связи со многими высшими учебными заведениями США, Канады, Германии, Франции, Швеции, Дании, Австралии, Китая, Вьетнама, Монголии, Чехии, Польши, Словакии, Болгарии и других зарубежных стран (в том числе ближнего зарубежья).
В университете работают более 320 преподавателей, включая 10 действительных членов и членов- корреспондентов различных академий, 50 профессоров и докторов наук, 160 кандидатов наук. Имеется 7 факультетов (юридический, землеустроительный, городского кадастра, кадастра недвижимости, архитектурный, заочный, второго высшего образования) и 24 кафедры.
Успешно действует Центр информационных технологий, Международный центр дополнительного профессионального образования, Консалтинговый центр по проблемам земельных отношений и землеустройства, региональный центр государственного тестирования, научно-производственный отдел.
В 2005 г. на базе факультета повышения квалификации был создан Институт повышения квалификации «Информкадастр» с целью обучения работников системы «Роснедвижимость» с числом слушателей около 2,5 тыс. человек в год.
В 2007 г. в университете создан научно-производственный институт Земельно-информационных технологий (НПИ «Земинформ»). На базе этого института студенты инженерных специальностей получили возможность проходить производственную практику с применением самых современных технологий, космических, авиационных, а также беспилотных летательных аппаратов, новейшего геодезического оборудования и приборов, программно- технических средств и научных разработок.
В 2002 г., в дополнение к Почетному академическому нагрудному знаку, которым начиная с 1861г. награждались выпускники ВУЗа, по решению Ученого Совета университета был учрежден Почетный Константиновский нагрудный знак трех степеней (золотой, серебряный и медаль), которым награждаются выпускники и преподаватели, внесшие значительный вклад в развитие ВУЗа и землеустроительного образования.
В 2004 г., в ознаменование 225-летия со дня образования Государственного университета по землеустройству, был учрежден Почетный знак «За заслуги перед университетом», которым награждены многие преподаватели и сотрудники университета, а в 2009 году — в ознаменование 230-летия ГУЗа — Почетный знак «За вклад в землеустройство» двух степеней.
В ряде университетов России на географических факультетах осуществляется подготовка картографов-географов, которые работают в средних и высших образовательных учреждениях, научно-исследовательских и производственных организациях.
К учреждениям среднего профессионального образования относятся следующие:
— Томский топографический техникум (с 2002 г. входит в состав Томского государственного Архитектурностроительного университета);
— Санкт-Петербургский техникум геодезии и картографии (с 2007 г. входит в составСанктПетербургского государственного горного института им. Г.В. Плеханова (технический университет). В 2012 г. согласно Распоряжению Правительства РФ и Постановлению Правительства Санкт-Петербурга колледж был передан в ведение города Санкт-Петербурга и получил новый статус и наименование СПб ГБОУ СПО «Петровский колледж». С этого времени учредителем колледжа является город Санкт-Петербург в лице Комитета по науке и высшей школе и Комитета по управлению городским имуществом. В 2011 г. на отделении финансов, экономики и права в Петровском колледже были открыты новые специальности: «земельно-имущественные отношения» и «рациональное использование природо-хозяйственных комплексов», одной из учебных дисциплин которых является «Геодезия». В 2014 г. состоялся первый выпуск по специальности «земельно-имущественные отношения»;
— Московский колледж геодезии и картографии (В настоящее время в соответствии с Распоряжением Правительства РФ № 1351-р от 04.10.2007 г. является структурным подразделением Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК). С 1 сентября 2014 г. подготовка специалистов в колледже осуществляется в соответствии с откорректированными в 2014 г. ФГОС СПО. Обучение проводится как в очной, так и заочной формах по специальностям: «прикладная геодезия», «аэрофотогеодезия», «земельно-имущественные отношения» и «картография».В 2014 г. колледж подготовил 168 специалистов по специальностям: «прикладная геодезия» (84 человека), «аэрофотогеодезия» (24 человека), «земельно-имущественные отношения» (25 человек), «картография» (35 человек). В 2016 г. в колледже обучалось 826 студентов, в том числе 645 человек на очном отделении и 181 — на заочном отделении;
— Новосибирский техникум геодезии и картографии (согласно Распоряжения Правительства РФ от 15.12.2009г. № 1962-Р вошел в состав Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирская государственная геодезическая академия» в качестве обособленного структурного подразделения. Техникум готовит кадры по следующим специальностям:
-Аэрофотогеодезия;
— землеустройство;
— информационные системы;
— картография;
— прикладная геодезия.
Техникум проводит курсы повышение квалификации и переподготовки специалистов и руководителей по основным специальностям техникума.
Фактический выпуск специалистов в 2015-2016 гг. по очному отделению составил – 91 чел., из них по следующим специальностям: «Картография» — 20; «Прикладная геодезия» — 28; «Землеустройство» — 27; «Аэрофотогеодезия» — 16;
— Дальневосточный техникум геодезии и картографии (рассматривается вопрос о присоединении к МИИГАиК).
В вышеперечисленных средних профессиональных учреждениях по специальностям «прикладная геодезия», «аэрофотогеодезия» и «картография» на момент 2009 г. обучалось более 2 тыс. человек, а выпуск молодых специалистов составлял более 600 человек в год. Преподавательский состав укомплектован в основном профильными специалистами (более 200 человек), около 40 из которых являлись кандидатами наук.
В ряде строительных колледжей готовятся техники по специальности «прикладная геодезия», выпуск которых составлял примерно 1000 человек в год (2009 г.).
По статистическим данным за 2008 г. потребности картографо-геодезической отрасли в специалистах среднего и высшего образовательного уровней удовлетворялись не более чем на 50%.
Современными центрами координации образовательной деятельности вузов России являются Учебно-методические объединения (УМО) вузов по соответствующим направлениям. В 1998 г. число таких объединений составляло 75. УМО по образованию в области землеустройства и кадастров было создано в 1988 г. на базе Государственного университета по землеустройству (г. Москва)и включало в себя 15 сельскохозяйственных вузов бывшего СССР.
В 1992 г. Было создано УМО вузов России по образованию в области землеустройства и кадастров (головной вуз — Государственный университет по землеустройству), насчитывающее 9 высших учебных заведений.
В 1998 г. УМО вузов России по образованию в области землеустройства и кадастров объединяло уже 33 высших учебных заведения.
Одна группа землеустроителей (10 человек) готовилась на астрономо-геодезическом отделении Казанского Государственного университета.
В ХХI в. (второе десятилетие) УМО насчитывает в своем составе 67 вузов России.
За УМО закреплено одно направление — 560600 «Землеустройство и земельный кадастр» и три специальности:
310900 — «Землеустройство»;
311000 — «Земельный кадастр»;
311100 — «Городской кадастр».
Учебно-методическое объединение вузов России в области образования по геодезии и фотограмметрии создано на базе Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК) в 2000 году. В нем зарегистрировано 35 высших учебных заведений России (в 2004 г. было 17). Среди них Госуниверситет по Землеустройству, Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет) им. Плеханова, Московский государственный университет геодезии и картографии, Сибирская государственная геодезическая академия, Казанский (Приволжский федеральный университет), Дальневосточный федеральный университет и др.Они осуществляют подготовку специалистов в области геодезии на специализированных кафедрах, обычно, на кафедрах геодезии и геоинформатики. Ежегодно ими принимается на первый курс более 600 студентов и выпускается примерно 450 инженеров-геодезистов в год. В области картографии ежегодно выпускается около 100 инженеров-картографов, и еще около 100 специалистов географов-картографов, которые обучаются на географических факультетах ряда российских университетов.
- Реформы и изменения в образовании.
В первые годы земельной реформы в Российской Федерации (1991 – 1993 гг.), численность работников земельной службы увеличилась на 20% и достигла 19785 человек (включая работников Гипроземов). Были созданы районные и городские комитеты по земельным ресурсам и землеустройству, которые координировали ход земельной реформы и организовывали работы по перераспределению земель.
В соответствии с Постановлением Совета Министров РСФСР от 18 января 1991 г. №30 «О республиканской программе проведения земельной реформы на территории РСФСР» и Приказом по Министерству сельского хозяйства Российской Федерации, на базе Московского института инженеров землеустройства был создан Государственный университет по землеустройству (ГУЗ) с подготовкой специалистов по земельному праву, землеустройству, земельному кадастру, почвоведению, геоботанике, геодезии, архитектуре и планировке сельских населенных мест.
В 2012 г. впервые под эгидой Международной Федерации Геодезистов (FIG) в России прошла Международная Конференция «Образование в области геодезии, кадастра и землеустройства: тенденции глобализации и конвергенции».Эта Конференция стала важным международным мероприятием, на котором обсуждались актуальные проблемы глобализации профессионального образования в области геодезии, кадастра недвижимости и управления территорий с целью обмена опытом, профессионального общения и обсуждения основных тенденций развития.
С начала ХХI в. активно идет процесс интеграции различных уровней картографогеодезического образования на базе технических университетов, путем присоединения к ним образовательных учреждений, ведущих начальную и среднюю профессиональную подготовку.
Важная проблема касается реформы высшего образования, связанной с присоединением в 2003 г. Российской Федерации к Болонской декларации. Суть реформы состоит в том, что с 1 сентября 2010 г. все вузы должны были перейти на двухуровневую систему подготовки специалистов «бакалавр — магистр».
С 1 сентября 2011 г. вузы перешли на подготовку специалистов по новым направлениям и специальностям — «Геодезия и дистанционное зондирование» (бакалавриат и магистратура) и «Прикладная геодезия» (специалитет). Требования к подготовке таких дипломированных специалистов определяются стандартами 3-го поколения (Федеральный государственный образовательный стандарт — ФГОС).
Двухуровневая система образования в последние годы претерпела следующие изменения: появились такие формы подготовки как «академический бакалавриат», «прикладной бакалавриат», «прикладная магистратура», «инженерная магистратура». С целью максимального задействования в образовательном процессе ресурсов нескольких образовательных организаций и предприятий реального сектора экономики появились сетевые формы подготовки, практико-ориентированные программы, рекомендовалось создание базовых кафедр на производственных предприятиях. В приказе Минобрнауки России от 12.09.2013 г. № 1061 квалификация бакалавров подразделяется на «академический бакалавр» и «прикладной бакалавр», а в редакции приказа Минобрнауки России от 25.03.2015 г. №270 квалификация выпускников бакалавриата установлена как просто «бакалавр», хотя во всех ФГОС ВО бакалавриат подразделяется на «академический» и «прикладной».
Конечно, переход на трехуровневую систему (бакалавр, инженер, магистр) при массовом выпуске бакалавров потребует существенных структурных преобразований в вузах.
- Новыепрограммы подготовки специалистов,профессии.
В последние десятилетия высокими темпами развиваются технологии использования глобальных навигационных спутниковых систем при выполнении геодезических и навигационных задач, совершенствуется электронная тахеометрия, появляются новые методы и технологии цифровой фотограмметрии, накапливается опыт практического использования наземного и воздушного трехмерного лазерного сканирования, пространственных данных дистанционного зондирования Земли из космоса, получили широкое распространение геоинформационные технологии, позволяющие по новому решать не только задачи традиционного картографирования, но и создавать и анализировать пространственные модели реального мира и др. С начала ХХI в. МИИГАиК, СГГА и другие вузы ведут работу по существенному изменению соответствующих учебных программ и курсов.
В настоящее время выделяются следующие ведущие направления подготовки специалистов в области геодезии и картографии:
— космическая геодезия и геодинамика;
— дистанционное зондирование Земли;
— инфраструктура пространственных данных;
— геоинформационные системы и технологии;
— создание и обновление цифровых и электронных карт.
Появилась потребность в подготовкесоответствующих специалистов: в области учета и регистрации недвижимости,регулирования земельных и имущественных отношений, формирования и реализации новых налоговых систем, антикризисного управления и др.
К 1992 г. в НИИГАиК в сотрудничестве с МИИГАиК и ГУЗ (г. Москва) практически завершилась организационно-методическая работа по формированию учебных планов и программ новой специальности «Городской кадастр».
С 90-х гг. появились две новые науки — геоинформатика и геоматика.
Современная геоинформатика является обобщением наук о Земле в первую очередь и методов информатики во вторую. В образовании геоинформатика решает важную задачу междисциплинарной интеграции. Геоинформатика объединяет многие учебные дисциплины в сфере образования и не только науки о Земле.
Исходя из определения понятия «информационная технология», введённого федеральным законом 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и защите информации» (под информационными технологиями понимают процессы, методы поиска, сбора, хранения, обработки, предоставления, распространения информации и способы осуществления таких процессов и методов), то вся история развития геодезического образования в трех основных вузах геодезического профиля представляет собой историю развития геодезических информационных технологий.Выделяли пять их видов:
1) астрономогеодезии;
2) фотограмметрии;
3) прикладной геодезии;
4) космической геодезии;
5) геоинформационные.
Первые три вида информационных технологий начали формироваться в двадцатые годы прошлого века. Информационные технологии космической геодезии — в середине шестидесятых годов прошлого века.
Самым молодым видом геодезических информационных технологий являются геоинформационные. В широком смысле под геоинформационными технологиями понимают технологии, связанные с обработкой любой пространственной информации с использованием автоматизированных информационных систем.
На начало ХХI в. в отрасли геодезия и картография произошли качественные изменения её информационной инфраструктуры, суть которых заключалась в том, что, во-первых, решение теоретических и практических геодезических и картографических задач осуществлялось преимущественно с использованием компьютерных технологий, а во-вторых, существенно расширилось использование электронных форм хранения и распространения картографо-геодезических знаний (методов, способов, алгоритмов в форме программ, электронных текстов и таблиц, цифровых моделей).
Прикладная информатика в геодезии определяется как комплексная научная и инженерная дисциплина, изучающая все аспекты проектирования, разработки, оценки и функционирования, основанных на системах переработки пространственных данных, а также их применение и воздействие на практическую деятельность в области геодезии и картографии. Объектом исследования прикладной информатики в геодезии (геоинформатики) является информационная инфраструктура пространственных данных сложных организационно-технических систем, функционирующих в отрасли геодезия и картография и смежных с ней отраслях. Предметом исследований прикладной информатики в геодезии (геоинформатике) являются методы и способы реализации информационных процессов получения, обработки и представления пространственных данных в сложных организационно-технических системах, функционирующих в отрасли геодезия и картография, с использованием компьютерных информационных систем и ИТ-изделий.
Возникают новые требования к специалистам в области геоиндустрии, которые наряду с базовыми знаниями в области геопространства, должны обладать компетенциями аналитика, менеджмента, маркетинга и WEB программирования. Это можно реализовать через новые магистерские программы, нацеленные на подготовку геоаналитиков, геомененджеров, геомаркетологов и WEB геопрограммистов.
В ХХI в. в связи с возникшими проблемами и противоречиямигруппой ученых Московского государственного университета геодезии и картографии и Сибирской государственной геодезической академии в составе докторов наук Ямбаева Б.Н., Гуляева Ю.П., Лисицкого Д.В., Мазурова Б.Т., Каленицкого А.И., Уставича Г.А. по инициативе и при активном участииКарпика А.П. и Малинникова В.А. был разработан и направлен в ВАК РФ проект нового паспорта научной специальности «Геодезия». Центром фундаментальных научных исследований в области геодезических наук стали Московский государственный университет геодезии и картографии и Сибирская государственная геодезическая академия.
4.Методологические основы понимания геодезии.
В геодезии до середины ХХ в. не было каких-либо значительных работ по методологии определения и понимания геодезии. В работах Гаусса К. Ф., Болотова А. П. и последующих представителей геодезической науки геодезия трактовалась как геометрия, практическая геометрия. Последними представителями этого понимания геодезической науки были Бонч-Бруевич М. Д., Бик А. Н., Чеботарев А. С.
В середине ХХ в., начиная с 50-х гг., во всех учебниках, справочниках, энциклопедиях появилось определение, ключевыми словами которого были «фигура Земли» и «гравитационное поле». По существу, основой этого определения стала главная научная задача геодезии, сформулированная Красовским Ф. Н. еще в 30-40-е гг. ХХ в.
Никакой методологической базы этого определения и понимания не существовало, как и исторической и концептуальной основы. Некоторые сомнения в этом понимании появились в 70-80-е гг. Но какой-либо другой альтернативы учеными не выдвигалось.
Впервые альтернативный взгляд на понимание науки геодезии был сформулирован Тетериным Г. Н. еще в 70-е гг. на основе его исторических исследований. Позже был принят еще ряд методологических положений и, в целом, геометрическая концепция как основная методологическая база.
Разработанная в дальнейшем теория развития геодезии (ТРГ) позволила расширить теоретические и методологические основы формирования геодезии как научной метасистемной геодезии.
За все прошедшие годы было опубликовано по этой проблеме значительное число статей и монографий. В различных публикациях, связанных с определением и пониманием геодезии (ОПГ), отзывов и замечаний на эту теорию и ОПГ не было за исключением двух: Юркиной М. И. и Бровара Б. В. Первая появилась как рецензия на статью Тетерина Г. Н. «Что такое геодезия», вторая – «Отсутствие геодезии при ее наличии». На эти рецензии были даны ответы в форме статей. При этом был сделан подробный анализ рецензии Бровара Б. В. Более каких-либо других рецензий в печати не наблюдалось.
Бездоказательное и противоречивое ОПГ, введенное в обиход с середины ХХ в., присутствующее в геодезической литературе и что хуже – в образовании, ставшее своего рода «классическим», не отвечало ни истории геодезии, ни научному современному состоянию совокупных наук, связанных с геодезией, не вписывалось в современную картину мира науки. Продолжение сохранения представления ОПГ на уровне середины ХХ в. не украшает геодезическую отрасль и ее адептов. Ниже предлагается достаточно полное научно-методологическое обоснование ОПГ.
Предметом геодезии, с учетом исторического подхода и геометрической концепции, являются форма, размер, пространственное положение (ФРПП), именуемое также геодезической метрикой. Это предметное существо геодезии соответствует пониманию классической геометрии как науке о пространственных отношениях и форме. Геодезия в рамках этого понимания просуществовала более 2000 лет. Справедливость использования термина «геодезическая метрика» подтверждается и обосновывается объектом приложения, именуемым как геопространство, получившее распространение в последнее время.
Под геопространством понимается пространство жизнедеятельности, что соответствует определению этого понятия в словарях и энциклопедиях: «Географическое пространство…». Рассматриваемое пространство, как и положено, должно иметь свою метрику. В нашем случае это ФРПП или иначе – геодезическая метрика. Отсюда следует, что геодезия является наукой о геодезической метрике объектов и явлений геопространства (ОПГ-1).
Например, в древнее время таким геопространством являлась совокупность земельных угодий, объектов землепользования, для которых, важнейшей задачей было определение ФРПП, т. е. метрики, что и определяло древнюю систему знаний, определявшейся как землемерие (геометрия). Позже появились городские пространства, метрика которых определялась римскими специалистами: геодетами, громатиками, агрименсорами. В качестве основного метода в геометрии этого времени было измерение (т. е. определение) ФРПП, или геодезической метрики. Для измерения использовались так называемые структурные элементы (СЭ): точки, линии, поверхности. Объекты и явления геопространства представляются (моделируются) с помощью СЭ. В геометрии Евклида суть этих исходных геометрических объектов определялась с помощью соответствующих постулатов (аксиом).
Аналогично в ТРГ были введены пять групп аксиом, определяющих особенности СЭ, устанавливающих, по существу, правила и технологию геодезических измерений и закладывающих основы и требования к средствам измерения и их применения. При этом были введены, так называемые, принципы влияния (ПВ): принцип «вертикаль-горизонталь» (ПВГ) и два принципа – «4-х и 6-ти направлений» (П4Н и П6Н). Из последних вытекают прямоугольный и координатный принципы, составляющие важнейшую основу геодезических измерений на всех исторических этапах развития геодезии.
С учетом всего отмеченного суть геодезии можно выразить следующим образом. Геодезия есть наука по измерению, моделированию и контролю геодезической метрики объектов и явлений геопространства с помощью и использованием СЭ (ОПГ-2). В ОПГ-2 под контролем геодезической метрики понимается установление ее изменений в пространстве и времени.
В тоже время под моделированием геодезической метрики понимаем представление объектов и явлений геопространства в виде четырех моделей: графических, аналитических, цифровых и физических интерпретаций соответственно, в частности в виде картографии, совокупности теоретических построений (физической и теоретической геодезии), баз данных, инженерно-геодезических объектов. Совокупность этих четырех видов моделирования устанавливает уровень геометризации геопространства.
Учитывая приведенные пояснения к геодезии ОПГ-2 можно ввести определение геодезии ОПГ-3, как науки о геометризации геопространства.
В системе введенных СЭ в форме пяти групп аксиом учтено важнейшее условие системы координат и соответствующего метода координатизации пространства. Поэтому можно заключить, что геодезия – это наука о геометризации и координатизации геопространства (ОПГ-4).
Структурные элементы – это основополагающие составляющие геопространства. Они определяют структуру геопространства, по существу – геометрию геопространства. Поэтому геодезия – это своего рода наука, занимающаяся установлением геометрии геопространства или геодезия – это наука о геометрии геопространства.
Если к трем СЭ, составляющим основу геопространства, добавить еще одну составляющую совокупности СЭ – идентификационную единицу информации, то такая совокупность 4-х СЭ составит так называемое геоинформационное пространство. Решение на этом пространстве трех рассмотренных в ОПГ-2 задач определяет современную геодезию метасистемного уровня. Такое понимание и определение геодезии, объектом приложения которой является геоинформационное пространство, отвечает современному пониманию научных и технологических проблем геодезии.
Рассмотренный подход основан на научно-методологической основе. Геометрическая концепция истории геодезии является в целом достаточно доказательной базой четырех представленных ОПГ, непротиворечивой и отвечающей современному представлению науки. Классическое определение геодезии, введенное в оборот (ХХ в.) в геодезической науке и образовании, не имеет (и не имело) никакой доказательной основы и методологически не объясняло смысл геодезических задач, например прикладного характера.
Приведенные определения геодезии (ОПГ-1 – ОПГ-4) различаются разным уровнем обобщения и конкретизации. По существу, ОПГ несет в себе три важнейшие характеристики или, иначе, методологические основы сущности представления геодезии. Первой из них является предметная составляющая часть – геодезическая метрика. Вторая составляющая – технологическая. Она отражает в себе особенности технологии геодезических работ – это СЭ и ПВ. Наконец, третья составляющая – прикладная – геопространство, геоинформационное пространство, используемое в ОПГ (ОПГ-4) понятие геометризации и координатизации системно отражает в себе и предметные, и технологические, и прикладные аспекты геодезии.
Наконец, развитие геодезии в рамках исторического времени характеризует динамику технологического и теоретического развития геодезии. В рамках ТРГ введен логистический закон развития геодезии (ЛЗРГ). На основе этого закона определена периодизация всей истории геодезии. Установлены 4 парадигмы. Определены их исторические границы, в том числе их революционные и эволюционные составляющие.
В соответствии с ЛЗРГ определены три критерия развития геодезии. Это критерий предопределенности развития геодезии, точности и метрической организации геопространства. Все критерии имеют численные показатели (параметры) развития. При этом как сам ЛЗРГ, так и все критерии, дают достаточно полную интерпретацию исторического развития геодезии. Они же дают основу прогнозирования развития геодезии.
Разработанная ТРГ и изложенные выше предложения, связанные с пониманием и определением геодезии, а также ЛЗРГ являются фактором упорядочения и систематизации системы геодезических знаний.
Related posts
